11計(jì)算機(jī)的發(fā)展

1、一、計(jì)算機(jī)的定義二、計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生和發(fā)展三、計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢 計(jì)算機(jī)是一種能夠按照事先編制好的程序，接收數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并產(chǎn)生輸出的現(xiàn)代化智能設(shè)備1.1.1 計(jì)算機(jī)的演變計(jì)算機(jī)的演變 一是中國古代發(fā)明直到今天還在使用的算盤，有人譽(yù)為“原始計(jì)算機(jī)”； 二是1642年法國物理學(xué)家帕斯卡（16231662）發(fā)明了齒輪式加減法器； 三是1673年德國數(shù)學(xué)家萊布尼茲（16461716）制成了機(jī)械式計(jì)算器，可以進(jìn)行乘除運(yùn)算； 四是英國數(shù)學(xué)家查爾斯巴貝奇（17911871）提出了差分機(jī)和分析機(jī)的構(gòu)想，具有輸入、處理、存儲(chǔ)、輸出及控制五個(gè)基本裝置，而這些正是現(xiàn)代意義上的計(jì)算機(jī)所必備的。 它們它們是是人工

2、人工的或的或機(jī)械機(jī)械的，而的，而不是不是電子電子的（或機(jī)電的）。的（或機(jī)電的）。 世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)是由美國世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)是由美國賓夕法尼亞賓夕法尼亞大學(xué)的物理學(xué)家約翰大學(xué)的物理學(xué)家約翰莫克利莫克利（John Mauchly）和工程師普雷斯伯）和工程師普雷斯伯埃?？颂兀颂兀↗ Presper Eckert）領(lǐng)導(dǎo)，）領(lǐng)導(dǎo)，于于1946年年2月月15日日宣告完成，宣告完成，取名為取名為ENIAC（電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)，英文全稱為，英文全稱為 Electronic Numerical Integrator And Calculator）的計(jì)算機(jī)。）的計(jì)算機(jī)。 1、計(jì)算機(jī)

3、的產(chǎn)生、計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生5000次加法次加法/秒秒體重體重28噸噸占地占地170m218800只電子管只電子管1500個(gè)繼電器個(gè)繼電器功率功率150KW EDVAC (Electronic Discrete variable Automatic Computer)離散變量自動(dòng)電子計(jì)算機(jī)。離散變量自動(dòng)電子計(jì)算機(jī)。 EDVAC的體系結(jié)構(gòu)一直延續(xù)至今，所以現(xiàn)在一般計(jì)算機(jī)被稱為馮諾依曼結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)。 馮馮諾依曼體系的基本工作原理（設(shè)計(jì)思想）：諾依曼體系的基本工作原理（設(shè)計(jì)思想）： 1.采用二進(jìn)制采用二進(jìn)制0和和1來表示數(shù)據(jù)和指令。來表示數(shù)據(jù)和指令。 2.存儲(chǔ)程序和程序控制。存儲(chǔ)程序和程序控制。 3.計(jì)算機(jī)由

4、五個(gè)基本部分組成：計(jì)算機(jī)由五個(gè)基本部分組成：1）運(yùn)算器）運(yùn)算器CA（2）控制器控制器CC（3）存儲(chǔ)器）存儲(chǔ)器M（4）輸入裝置）輸入裝置I（5）輸出裝置）輸出裝置O；馮.諾依曼1. 第一代電子管數(shù)字計(jì)算機(jī)（1946年1958年） 硬件方面，主存儲(chǔ)器采用汞延遲線、硬件方面，主存儲(chǔ)器采用汞延遲線、磁鼓、磁鼓、磁芯磁芯；外存儲(chǔ)器采用；外存儲(chǔ)器采用磁帶磁帶。軟。軟件方面采用件方面采用機(jī)器語言機(jī)器語言、匯編語言匯編語言。應(yīng)。應(yīng)用領(lǐng)域以用領(lǐng)域以軍事和科學(xué)計(jì)算軍事和科學(xué)計(jì)算為主。特點(diǎn)為主。特點(diǎn)是體積大、功耗高、可靠性差、速度是體積大、功耗高、可靠性差、速度慢（慢（5千千3萬次萬次/秒秒）、價(jià)格昂貴。）、價(jià)格昂

5、貴。2.第二代第二代晶體管數(shù)字計(jì)算機(jī)（晶體管數(shù)字計(jì)算機(jī)（1959-1964年）年） IBM7090型電子計(jì)算機(jī)型電子計(jì)算機(jī) IBM360型電子計(jì)算機(jī)型電子計(jì)算機(jī) 硬件方面，主存儲(chǔ)器采用磁芯，外存儲(chǔ)器采用硬件方面，主存儲(chǔ)器采用磁芯，外存儲(chǔ)器采用磁盤磁盤。軟件方面出現(xiàn)了以批處理為主的軟件方面出現(xiàn)了以批處理為主的操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)、高級(jí)語言高級(jí)語言及其編譯程序及其編譯程序。應(yīng)用領(lǐng)域以。應(yīng)用領(lǐng)域以科學(xué)計(jì)算和事務(wù)處理科學(xué)計(jì)算和事務(wù)處理為主。為主。并開始進(jìn)入并開始進(jìn)入工業(yè)控制領(lǐng)域工業(yè)控制領(lǐng)域。特點(diǎn)是體積縮小、能耗降。特點(diǎn)是體積縮小、能耗降低、可靠性提高、運(yùn)算速度提高（低、可靠性提高、運(yùn)算速度提高（數(shù)十萬數(shù)十

6、萬幾百萬次幾百萬次/秒秒）。）。3. 3. 第三代第三代中、小規(guī)模集成電路中、小規(guī)模集成電路數(shù)字計(jì)算機(jī)（數(shù)字計(jì)算機(jī)（1965-1970年）年） 硬件方面，主存儲(chǔ)器仍采用磁芯。軟硬件方面，主存儲(chǔ)器仍采用磁芯。軟件方面出現(xiàn)了件方面出現(xiàn)了分時(shí)操作系統(tǒng)以及結(jié)構(gòu)化、分時(shí)操作系統(tǒng)以及結(jié)構(gòu)化、規(guī)模化程序設(shè)計(jì)方法規(guī)?；绦蛟O(shè)計(jì)方法。特點(diǎn)是速度更快。特點(diǎn)是速度更快（數(shù)百萬數(shù)百萬幾千萬次幾千萬次/秒秒）。而且可靠性）。而且可靠性提高，價(jià)格進(jìn)一步下降，產(chǎn)品走向通用提高，價(jià)格進(jìn)一步下降，產(chǎn)品走向通用話、系列化和標(biāo)準(zhǔn)化。應(yīng)用領(lǐng)域開始進(jìn)話、系列化和標(biāo)準(zhǔn)化。應(yīng)用領(lǐng)域開始進(jìn)入入文字處理和圖形圖像處理領(lǐng)域文字處理和圖形圖像處理

7、領(lǐng)域。 第四代大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)（1971年至今） 硬件方面，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器替代了磁芯存儲(chǔ)器。軟件方面出現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、網(wǎng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)絡(luò)操作系統(tǒng)和和面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的思想面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的思想等。運(yùn)算速度（上億條指令上億條指令/秒秒）應(yīng)用領(lǐng)域工業(yè)、工業(yè)、生活等各方面生活等各方面。 目前，尚無法確定第四代的結(jié)束和第五代的開始。人們期待著非目前，尚無法確定第四代的結(jié)束和第五代的開始。人們期待著非馮馮諾依曼結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的問世和能夠取代大規(guī)模集成電路的新材料出諾依曼結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的問世和能夠取代大規(guī)模集成電路的新材料出現(xiàn)?，F(xiàn)。Altair 8800計(jì)算機(jī)不再是單一的計(jì)算機(jī)器，而是一種計(jì)算機(jī)不再是單一的計(jì)算機(jī)器，而是一種信息機(jī)器，一種個(gè)人的信息機(jī)器。信息機(jī)器，一種個(gè)人的信息機(jī)器。運(yùn)算速度可達(dá)每秒幾百億次運(yùn)算的運(yùn)算速度可達(dá)每秒幾百億次運(yùn)算的計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。的產(chǎn)物。使用遠(yuǎn)程資源，共享程序、使用遠(yuǎn)程資源，共享程序、數(shù)據(jù)和信息資源，網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)據(jù)和信息資源，網(wǎng)絡(luò)用戶的通訊和合作。的通訊和合作?！翱傆幸惶欤祟悤?huì)造出一些舉止跟人一樣的總有一天，人類會(huì)造出一些舉止跟人一樣的沒有靈魂的機(jī)械沒有靈魂的機(jī)械來來”。 笛卡爾（笛卡爾（1637）第一代機(jī)器人第一代機(jī)器人機(jī)械手（機(jī)械手（19